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球墨铸件结构及工艺设计

发表时间:2021-06-19 16:59

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球墨铸件结构及工艺设计。

铸件截面差异过大,会因截面较厚而使晶粒变粗。灰铸铁等对截面变化非常敏感的金属更容易出现这种缺陷。

预防这一缺陷的有效方法是避免铸件截面尺寸过于悬殊,但这种方法有时是铸造工人无法解决的。因此,对铸造本身而言,可通过设置冷铁、控制浇注温度、选择合适的浇注系统等方法来减少这一问题的发生,降低其严重性。冷却铁可加速铸件厚截面的冷却;若浇注温度过高,则问题更严重,应避免;通过调整和修改浇注系统的设计,使低温金属熔体位于铸件截面较厚的部位,并在铸件厚截面上设计出有效的冒口,以大限度地减冒口尺寸。

(2)对于带孔铸件,工艺设计师有时不使用有助于减小有效截面尺寸的型芯,导致未设芯截面过厚而产生这种缺陷。所以在工艺设计中,砂芯应尽量设置在较厚的截面上。

(3)在某些情况下,铸件截面不太厚,但由于某些较窄的凹陷部位或型芯在铸件中形成热汇截面,结果与厚截面相同。举例来说,在铸件深部的柱状脐处,可能需要设置型芯,从而导致冷却缓慢。如果不能设计和修改,除非可以降低金属温度,或者没有浇口,否则解决办法就是在型芯或铸型截面处设置冷铁。

在工艺设计中,加工余量过大,不余量不仅增加了切削成本,而且使铸件表面更加致密,暴露出中心冷却缓慢的松散部分。这种设计是不可取的,因为从铸造和机械加工的角度来看是不合理的,解决办法是改变铸件的设计。如果设计不允许改变,采用冷铁,控制浇注温度,调节浇注系统。

(5)厚截面处型芯设计不当,型芯支撑不当,或采用其它引起偏芯的工艺,可引起铸件截面变化,造成晶粒粗大。

二是浇冒口系统。

顺序固化浇注系统不能很好地实现顺序固化,这通常是晶粒粗大的原因。对于截面变化较大的铸件,应注意内浇口的数量和位置。为了收缩,保持熔融金属在工作区域的灼热,厚截面的冷却速度会降低到产生粗晶粒的程度。如果冒口设计不当,如果冒口颈过长,或者冒口垫设计不当,或者冒口尺寸过大,会在厚截面产生过多的热量收集。

(2)容易引起热汇的浇口分布也是如此。为缩小厚截面,常在局部地区引起过热。例如侧冒口会引起厚截面过热,降低冷却速度,有时在实际操作中使用不方便。实践中,应采用合理的冒口设计,尽量减小冒口尺寸。

(3)在内浇口或冒口与铸件的连接处,局部热节内浇口或冒口颈部较短,有利于收缩,但会使横浇道或冒口过于靠近铸件,降低该部位的冷却速度。而且增加了冒口颈,又会给收缩带来问题。所以采用有效的冒口设计,尽量减小冒口尺寸,不要过于靠近易形成粗大品粒的关键截面,适当设置横浇道和冒口,以达到收缩的目的。

(4)内浇口数量不足,内浇口数量过少,不仅容易产生冲砂,还会产生局部热节和粗晶粒组织。这种现象在所有铸造金属中都很常见,甚至在铝合金浇注温度较低的情况下也会发生。在某些情况下,由于浇口数量过少,会产生松弛。这种松弛的缺陷可能会掩盖颗粒粗大的缺陷。事实上,当颗粒粗大的缺陷严重恶化时,就会变成松弛的缺陷。因此,这两个缺陷的预防和控制通常是相同的。

三是型砂。

只有当型砂导致型壁位移足以增加临界截面(容易形成粗颗粒)的截面尺寸时,型才是导致颗粒粗大缺陷的因素。由于型壁在厚截面上的移动可能大,这种缺陷仍然可能发生。此时产生的颗粒粗大缺陷与膨胀砂有关。

四是制芯。

生产中应避免使用未干燥或空气硬化的油砂芯,因为这种芯可能会产生放热反应,导致热量过度聚集。这可能发生在大型铸件中,也可能发生在使用具有放热性能的粘合剂的厚芯中。从某种意义上说,这种芯起到高效绝热的作用,并将金属熔体的冷却速度降低到危险程度。

五是造型。

(1)通风孔不足,可促进冷却速度的加快。对于厚铸件截面,铸件的冷却速度与型砂的散热速度有关。充足的排气有助于快速排出水和气体,产生冷却效果。

(2)没有冷钉或冷铁的情况通常是由的。

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